具有特殊电子和几何微环境的单原子催化剂为研究催化机理提供了原子尺度的视角。设计单原子催化剂的相邻几何结构可以调整反应中间体的吸附构型，提高它们在催化反应中的活性。

近日，中科大曾杰教授，Zhirong Zhang，Jun Bao在Ru单原子催化剂中提出了邻阳离子空位策略来调节反应中间体的吸附构型，以改善析氧性能。

文章要点

1）具有相邻Co²⁺空位的Ru单原子催化剂（Ru₁/V_Co-Co(OH)₂）显示出比没有Co²⁺空位的催化剂（Ru₁/Co(OH)₂）更出色的OER性能。在300 mV过电位下，Ru₁/V_Co-Co(OH)₂的质量活性为6688 A g^-1，是Ru₁/Co(OH)₂的4.73倍。特别地，Ru₁/V_Co-Co(OH)₂的质量活性显著地比商业RuO₂高481.15倍。

2）原位ATR-FTIR光谱测量和DFT计算表明，相邻Co²⁺空位的存在通过氢键调节了*OOH中间体在Ru原子上的吸附构型，降低了速率控制步骤的能垒，提高了OER活性。

参考文献

Dongdi Wang, et al, Neighboring Cationic Vacancy Assisted Adsorption Optimization on Single-Atom Sites for Improved Oxygen Evolution, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c03476

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c03476